Обращение академика М.В.Алфимова к студентам МФТИ

Дорогие физтехи!

Добро пожаловать на кафедру супрамолекулярных систем и нанофотоники и Центр фотохимии РАН!

Сейчас Вам предстоит выбрать кафедру, где вы будете заниматься не учебой, а наукой – задавать вопросы Природе и искать ответы на заданные вопросы.

Несколько лет назад Вы выбрали МФТИ и факультет молекулярной и биологической физики.

Ну и как? Не разочаровались? Тогда есть общий предмет разговора!

Вас интересует строение и свойства вещества, атомы и молекулы. Вам интересно, как из молекул можно создать молекулярные ансамбли (супрамолекулярные системы), наночастицы(силикатные полимерные, металлические), квантовые точки и наноструктурированные материалы на основе этих структур. Смею предположить, что вам интересно узнать, как связано строение названных систем с их физическими свойствами.

Какие именно свойства мы изучаем? В Центре фотохимии исследуются процессы возбуждения светом супрамолекулярных систем, наночастиц и конструируются материалы на их основе. Мы конструируем материалы и экспериментально, и с помощью компьютерного моделирования и изучаем их свойства так же: и экспериментально, и с помощью компьютерного моделирования. Исследуем процессы превращения электронновозбужденных состояний (излучение света, релаксационные процессы и химические превращения) молекул, включенных в супрамолекулярные системы, наночастицы или многомасштабные иерархические материалы.

В ЦФ РАН все исследования концентрируются вокруг трех основных направлений:

1. самоорганизация молекул и фотоника супрамолекулярных систем;

2. самоорганизация наночастиц и фотоника наноструктурированных микроструктур;

3. иерархические наноматериалы и устройства.

В стенах ЦФ РАН вы сможете овладеть искусством эксперимента, методами компьютерного моделирования супрамолекулярных систем, наноструктур и многомасштабных иерархических материалов или и тем, и другим.

Какие Знания и Умения вы сможете приобрести в стенах нашего института?

Вы сможете получить Знания:

1. О строении молекул, супрамолекулярных систем, молекулярных наночастиц, материалов.

2. О строении электронно - возбужденных молекул, супрамолекулярных систем и наночастиц.

3. О закономерностях превращения электронновозбужденных состояний молекул (флуоресценции, фосфоресценции, безызлучательной дезактивации и химических превращениях), о процессах с участием возбужденных состояний в супрамолекулярных системах (молекулярных комплексах) и наночастицах.

4. О свойствах парамагнитных радикалов.

5. О процессах самоорганизации молекул, супрамолекулярных систем и наночастиц в растворах, при испарении растворителя в тонких жидких пленках и микрокаплях.

В лабораториях ЦФ РАН вы сможете научиться работать на следующих приборах:

- зондовые микроскопы, установки принтинга Inkjet и pin-in-rin, 3-хкоординатная установка, позволяющая исследовать процесс испарения капли оптическим методом, фемтосекундный комплекс (лаборатория самоорганизации и фотоники ансамблей наночастиц);

- Blade-сервер (40 ядер) и другие вычислительные мощности (лаборатория квантовой химии и молекулярного моделирования);

- ЭПР спектрометр (лаборатория структуры и динамики молекулярно-организованных систем);

- установка нанофлешфотолиза, установка флешфотолиза, спектрофотометр, спектрофлуориметр (лаборатория фотоники красителей);

- аналитический хроматограф высокого давления, ЯМР-установка (лаборатория синтеза и супрамолекулярной химии фотоактивных соединений);

- Стрик-камера, конфокальный микроскоп, флюоролог, установки изучения транспорта газов через однослойные и многослойные пленки, установка изучения динамического светорассеяния, спектрофотометр, спектрофлуориметр, установка спинкоутинга (лаборатория сенсорики);

- спектрофотометр, спектрофлуориметр (лаборатория фотохромных систем).

Вы приобретете Умения:

1.Применять методы компьютерного моделирования структуры и свойств молекул, методы многомасштабного моделирования строения свойств супрамолекулярных систем, наночастиц и материалов.

2.Измерять спектры поглощения и спектры флуоресценции макро - , - микро – и нанобъектов.

3.Измерять кинетику изменения поглощения света объектом в интервале времен 1сек.- 100фсек, кинетику изменения флуоресценции объекта в интервале 1сек- 1 пикосек.

4.Методом динамического рассеивания измерять распределение объектов по размерам в интервале 1 нм- 10мкм.

5.Методами зондовой микроскопии исследовать морфологию поверхности с разрешением 1 нм.

6.Зондовыми методами измерять механические характеристики наноструктур и наноразмерных участков поверхности, наношероховатости на поверхности..

7.Исследовать процессы взаимодействия молекул летучих веществ с сорбированными на поверхности наночастиц флуорофорами.

8.Применяя парамагнитные и флуоресцентные метки, исследовать вязкость и полярность жидких сред.

9.Формировать многослойные полимерные структуры с толщиной отдельных слоёв 10нм-10мкм.

10.Формировать молекулярные микро – и наноструктуры заданной архитектуры.

11.Методами молекулярной динамики и квантовой химии моделировать структуры и процессы, энергии взаимодействия, спектральные характеристики, электронные и другие физические свойства материалов.При этом используются программы: GROMACS, ZEPHYR, GULP (молекулярная динамика) и GAMESS, Firefly (бывший PC GAMESS), Gaussian03, Turbomole, ORCA (квантовая химия), а также вычислительный научно-учебный комплекс программ по многомасштабному моделированию наноматериалов (Nanomodel.ru). Расчеты ведутся на вычислительных мощностях ЦФ РАН и на вычислительных кластерах Объединенного суперкомпьютерного центра РАН (JSCC).

Все студенты кафедры в конце первого семестра обучения зачисляются в штат ЦФ РАН. Средний годовой заработок студента 4 курса 90000 руб. Средний заработок студента магистратуры около 160000 руб. в год.

Кому интересно и нужно то новое знание которое вы приобретете, кто может быть потенциальным потребителем того умения, которым вы овладеете?

В самое ближайшее время на смену известных полупроводниковых технологий и устройств придут новые технологии и устройства, которые будут использовать органические (часто полимерные) молекулы и печатные технологии. Первые образцы таких продуктов уже появляются на выставках - полимерные светоизлучающие пленки, полимерные фотовольтаические батареи,транзисторы, хемосенсорные материалы и т. д. Над разработкой этих материалов и устройств трудятся тысячи ученых ведущих университетов и центров передовых стран. Фундаментом всех этих будущих технологий и изделий и является Знание и Умение, которое Вы можете приобрести в процессе выполнения дипломных работ на нашей кафедре.

Вы сможете принять участи е в реализации знаний, полученных в ЦФ, фирмами-партнерами при создании материалов printing electronics. Студенты кафедры работают по контракту с малыми инновационными компаниями - партнерами ЦФ РАН.

В настоящее время ЦФ РАН осуществляет работы по двум международным контрактам: контракт по компьютерному моделированию полимерных светодиодных материалов и контракт по созданию хемосенсорных материалов.

Удачи!

Заведующий кафедрой физики супрамолекулярных систем и нанофотоники,

директор ЦФ РАН

академик М.А.Алфимов

И несколько слов о кафедре.

Базовая кафедра физики супрамолекулярных систем и нанофотоники МФТИ, была создана в ЦФ РАН в 1998 году. В 2008 г. для повышения эффективности сотрудничества в области развития совместных фундаментальных исследований и обеспечения взаимодействия академической науки с образовательным процессом был создан Научно-образовательный центр “Органичекая нанофотоника”. В этой работе помимо ЦФ РАН и кафедры супрамолекулярных систем и нанофотоники МФТИ также принимают участие кафедра компьютерного моделирования и физики наноструктур и сверхпроводников факультета экспериментальной и теоретической физики НИЯУ "МИФИ" и кафедра химии и технологии биологически активных соединений им. Н.А. Преображенского МГАТХТ им. М.В.Ломоносова.